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70年漫漫火星路
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  • 发布时间:2015.11.18
导语:在过去70年里,科学家和工程师从未放弃登上火星的梦想。然而这颇具雄心壮志的计划却从未实现过。
 
70年漫漫火星路
20世纪四五十年代,德国火箭科学家沃纳·冯·布劳恩成功激起了大众对太空探索的兴趣。他提出的第一个看似可行的计划是:登陆火星。
复制图由博尼斯泰尔生于有限责任公司提供
 
撰文:Michael Greshko
 
  找工作的人注意啦!NASA正在招募宇航员,愿意去火星的朋友们快看过来!
 
  这家航天机构目前在征集未来的宇航员,“为去火星做准备”。最近发布的“火星之旅”计划和太空发射系统火箭成功通过评审,看起来已经信心满满。不过,仔细想想人类的登陆火星计划,其实还真有点泄气:NASA的“准备”阶段已经持续了70年!
 
  有一部分是技术方面的原因。这颗红色的星球比南极洲还要荒凉,稀薄的大气还不到珠穆朗玛峰的2%。更别谈这一路至少要花上一年才能到达火星,然后,再花上同样长的时间飞回来。
 
  至于政治层面的困难,那就更别提了。华盛顿大学太空政策研究所的荣誉教授约翰·洛格斯登(John Logsdon)坦言:“这只是一种选择,并不具有强制性。火星离我们那么远,人类很难抵达,何况还会耗费大量资金。”
 
  但过去几十年里,富有想象力的工程师和决策者一直在想各种办法,克服困难,朝着这颗红色的行星进发。一些设计旨在鼓舞大众,另一些则更具实战精神,但它们都有一个共同点:从未实现过。
 
迪斯尼与德国人(1947年—1957年)
 
  首个看似可行的火星计划实际上来自一部恐怖小说,不免有些让人大跌眼镜。其作者是一位卓越的科学家,曾经服务于纳粹,他就是德国火箭专家沃纳·冯·布劳恩(Wernher von Braun)。二战之后,他作为被征用的科学家(本质上是战利品),在新墨西哥州的沙漠里,为美国陆军测试德国V - 2火箭(后来设计了阿波罗任务中的土星运载火箭)。
 
  为了让生活多点乐趣,冯·布劳恩做了一番研究,写下了《火星计划》(The Mars Project),这本小说讲述了火星探险的故事。《人类登陆火星》(Humans to Mars)的作者大卫·波特里(David Portree)说:“我觉得这部小说的中心思想是逃离当时的生活。”小说后详细的技术附录描述了具体的航天器、路线,甚至还有发射日期。(《人类登陆火星》写的是NASA计划将人类送上火星的真实历史)
 
  1985年,冯·布劳恩呼吁开展火星计划,该计划一共需要动用十艘4000吨位的飞船和70名船员。经过长达数月的巡航后,飞船会用配备了滑雪板的滑翔机,把登陆人员运送到火星的冰盖上。这些宇航员将徒步旅行6400公里,在火星赤道附近,为其他飞船建造一条着陆跑道。
 
  《矿工》杂志的编辑很快迷上了冯·布劳恩的想法,撰写了大量配有插图的系列文章,讲述太空探险的未来。1957年,冯·布劳恩和一同测试德国V - 2火箭的前同事恩斯特·史都林格(Ernst Stuhlinger),还有沃特·迪斯尼一起,制作了几集关于太空的电视节目《迪斯尼乐园》,其中有一集说的就是人类登陆火星。
 
  在冯·布劳恩不知疲倦地推广下,美国公众逐渐开始接受太空旅行的想法。洛格斯登说:“他们说得和真的一样。”
 
  这是冯·布劳恩最初的计划,在小说《火星计划》中有详细的描述,涉及到十艘4000吨位的飞船和70名船员。其中四分之一的船员是“突击队”,负责对抗火星人。(不过,这终究这是小说而已。)
 
70年漫漫火星路
复制图由博尼斯泰尔生于有限责任公司提供
 
NASA的第一个计划:核能火箭(1959年—1961年)
 
  NASA正式诞生六个月前,该机构一直在计划火星任务。
 
  首次官方研究报告即NASA的未来计划大纲,从“冯·布劳恩范例”中借鉴了很多想法,不过规模小得多,而且启用了高性能的核热火箭。这种火箭用核反应堆把氢变成等离子体,然后用磁场控制高温等离子体让其从火箭队尾部喷出。
 
  整个20世纪60年代,美国政府都在进行核火箭地面测试;自此之后,NASA任务设计师一直乐此不疲。但从政治层面来说,向太空发送核武器已被证明不太明智:把火箭送上轨道需要向太空发射大量的铀。因此核火箭一直处于研究阶段。
 
火星大特写(1965年)
 
  1966年,NASA开始尽一切努力,打算在1976年把宇航员送去火星。联合行动组(JAG)计划让一个四人小队往返于火星和地球,但不登陆。他们还会带上40英寸的望远镜,在靠近火星时,仔细侦察火星表面。
 
  不过,火星的近距离特写还真让人有点扫兴。1965年,NASA的水手4号探测器在飞掠火星时发现,这颗星球贫瘠的表面上布满了陨石坑,而且上面的大气比之前想象的还要稀薄,排除了用火星飞机巡航的可能。
 
  预算赤字、越南战争动乱、阿波罗1号发射失败的惨剧更是雪上加霜。国会拒绝资助JAG的计划,飞掠计划最终于1968年告吹。接下来一年,同样的压力导致NASA放弃了“第二个阿波罗计划”——这也是冯·布劳恩设计的最后一个火星计划。
 
  1965年,NASA的水手4号探测器拍下了22张火星表面的照片,这是人类第一次近距离观察另一颗行星的表面。20世纪60年代,看似贫瘠的地形打消了公众对载人火星任务的热情。
 
70年漫漫火星路
照片由NASA提供
 
巴兹·奥尔德林的大计划(1985年至今)
 
  1985年,阿波罗11号的宇航员巴兹·奥尔德林(Buzz Aldrin)开始着手一个精心设计的“周期性”火星任务,即需要两艘围绕太阳运行的母船定期往返于地球和火星。任务的核心在于,每年都会有一批又一批的宇航员经由这条星际公交路线,在地球与火星及其卫星火卫一的永久性殖民地之间穿梭。
 
  这项计划听起来很庞大的样子,事实上,奥尔德林热切地认为,如果人类要去火星,那这个计划一定要足够周全。
 
  他说:“我们是怎么花掉阿波罗计划的资金的?不过是送了两个人上去,又把他们接了回来。因此,怎么才能用更少的钱就建立一个可行的、振奋人心的火星系列任务?”
 
  这些年来,他在无数的书里不断充实自己的计划。今年4月,普渡大学工程系的学生按照奥尔德林的计划,完成了详细的技术分析。奥尔德林最近还在佛罗里达理工学院开设了一家研究所,专门探讨他的“周期性”计划。
 
  但在可预见的未来里,奥尔德林的计划必将面临政治上的压力。NASA有一个更复杂的计划:火星之旅(Journey to Mars),但细节尚未公布,大部分原因在于这是一个庞大的、长期支出的项目,需要连续几届美国总统的支持,而这应该不太可能实现。
 
  火星任务需要宇航员在零重力或低重力的条件下做任何事情,甚至包括淋浴。在1988年的测试中,Sue Eley正在波音KC-135空中加油机上,试用NASA的早期淋喷头。这种飞机也被称为“呕吐彗星” ( Vomit Comet ),用以模拟零重力情况。
 
70年漫漫火星路
摄影:ROGER RESSMEYER,考比斯图片社
 
苏联瓦解,火星散退(1989年—1991年)
 
  在阿波罗11号登月任务20周年的纪念庆典上,当时的总统老布什宣布了太空探索计划(SEI),提高了NASA的优先级,并计划在50周年的时候,也就是2019年登陆火星。
 
  布什个人对这项任务并不感冒,他直到发表演讲的那一天才看了一眼。但白宫的太空顾问,包括国家太空委员会负责人马克·阿尔布雷特(Mark Albrecht)却一直在为此奔走。
 
  然而,从一开始这个计划就先天不足:NASA和白宫之间的分歧导致这次努力完全失败。阿尔布雷特说:“这之中有根本性的脱节,NASA以为会有一张空白的支票,但其实什么都没有。”
  
  SEI抵达国会,提出的标价(保守地提出了让人瞠目结舌的4500亿美元)让重要国会议员心生警惕,他们被这个计划惊呆了。
 
1999年,人类将登上火星!(1990年至今
 
  在布什的倡议搁浅之后,火星拥护者开始寻求一个更加简单直接的计划。换句话说,为什么不直接去火星?
 
  他们称之为“直奔火星”(Mars Direct)。这个计划由两个航空航天工程师设计,用机器人先遣团负责船员的住舱和运载工具,充分利用火星土壤和大气。随后是人类,在火星上停留约500天后再返回地球。
 
  工程师罗伯特·祖布林(Robert Zubrin)是宣传组织“火星学会”(Mars Society)的主席。在过去25年里,他一直在鼓吹他的计划,声称NASA是唯一的障碍。他的早期计划声称,如果NASA付诸行动的话,“早就应该在1999年把人类送上火星!”
 
  不过NASA并没采用祖布林的时间表。NASA的火星任务从“直奔火星”的“因地制宜”方法中获得了不少灵感。NASA的2020年火星探测器上,也将携带实验器材,试着从火星大气中取得燃料和氧气。
 
  殖民火星一直是科幻题材的源泉,但直到今天,一些火星任务的拥护者,例如火星学会的罗伯特·祖布林依然想象,去火星开垦殖民地,自己动手,丰衣足食。
 
70年漫漫火星路
复制图由博尼斯泰尔生于有限责任公司提供
 
私人资金,公共问题(2010年至今)
 
  鉴于NASA没有给出准确的承诺,私人企业按捺不住了。例如丹尼斯·蒂托(Dennis Tito)的灵感火星基金会(Inspiration Mars Foundation)和行星学会(Planetary Society)都加入到了混战中,纷纷发布了自己的火星计划,结果各不相同。
 
  非营利组织火星一号(Mars One)也许是最努力的。他们招募了几十个火星爱好者,打算在21世纪30年代向这颗红色星球进发,再也不回来。
 
  但很多人嘲笑火星一号是徒劳无功,甚至可能是一个骗局。有分析认为,殖民者可能会饿死,关于该组织财务状况的质疑更是动摇了它的公信度。
 
火星之旅(2013年至今)
 
  今天,热情的宇航员申请者应该再考虑一下去往这颗红色星球的旅程。
 
  可以肯定的是,NASA正忙于开发火星迷航的技术,例如猎户座宇航员舱和太空发射系统火箭。但目前的计划强调的是放缓速度,加强硬件测试,但并没有正式的火星任务。至于书中最雄心勃勃的短期冒险呢?有一个非官方计划:把宇航员发送到月球轨道,先从小一点的星球开始测试。
 
  几十年的火星计划能否继续得到美国的政策支持和资助?即便它现在正依靠国际伙伴,或者SpaceX这样的私人合作者。
 
  洛格斯登说:“当肯尼迪说:‘去月球’时,他已经知道1967年可以实现,而且他完全有望在那时成为总统。月球计划在一个总统任期内就能实现,而火星计划则需要五六个总统,这两者不可同日而语。”
 
  但这不会阻止未来的宇航员继续心怀梦想。
 
  毕竟,“这是人类共有的太空”。
 
(译者:Sky4) 
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